李軍華，吳智慧*，謝 芳

（1.新疆維吾爾自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，新疆 烏魯木齊 830011；2.新疆環(huán)境污染監(jiān)控與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830011；3.新疆清潔生產(chǎn)工程技術(shù)研究中心，新疆 烏魯木齊 830011；4.國家環(huán)境保護(hù)準(zhǔn)噶爾荒漠綠洲交錯(cuò)區(qū)科學(xué)觀測研究站，新疆 烏魯木齊 830011）

眾所周知，重金屬對(duì)自然環(huán)境、水資源都有著極為嚴(yán)重的危害，即便水體擁有自我凈化能力，但如果污水排放量嚴(yán)重超標(biāo)，或其中的重金屬含量超過一定范圍，水體的凈化功能也無法發(fā)揮作用。自然界中的水是循環(huán)流動(dòng)的，被重金屬污染的水源很有可能會(huì)在循環(huán)系統(tǒng)中流向人們的日常生活，稍有不慎就會(huì)被引用，或是成為農(nóng)業(yè)用水，最終的受害者還是人類自己。因此，為了盡可能減少對(duì)生態(tài)環(huán)境、人類身體健康的危害，加強(qiáng)水環(huán)境重金屬檢測技術(shù)的研究具有重要意義。

1 水體中重金屬污染源

（1）重金屬的工業(yè)污染源。機(jī)械制造、化工中產(chǎn)生的重金屬廢水（含有鉻、銅、鋅等重金屬離子）是對(duì)水土污染最嚴(yán)重的和對(duì)人類危害最大的工業(yè)廢水之一。

（2）廢舊電池的污染。每年報(bào)廢的數(shù)百億節(jié)廢電池絕大部分都沒有回收，泄漏到環(huán)境中，造成了極大的污染和危害。根據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，一節(jié)電池埋在土壤中，就能夠讓該區(qū)域的土壤永久失去活性，其肥沃程度大大降低，無法當(dāng)成耕地或種植樹木。如果將電池丟棄在水中，會(huì)讓600噸水受到嚴(yán)重污染，必須要經(jīng)過特殊加工才能夠被人們使用。

（3）城市化建設(shè)產(chǎn)生的影響。當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城鎮(zhèn)化建設(shè)腳步進(jìn)程加快，在基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善的背景下，會(huì)帶來更多的環(huán)境污染問題，尤其是水資源污染。很多建筑材料都會(huì)和生活垃圾、工業(yè)廢水混合進(jìn)入到江河中，對(duì)淡水資源造成巨大破壞。除此之外，人們生活水平不斷提升，工業(yè)化進(jìn)程加快，各種機(jī)械設(shè)備的蓄電池、含鉛汽油以及其他重金屬物質(zhì)也會(huì)隨意排放到自然水中。

2 水環(huán)境中重金屬的檢測技術(shù)方法

2.1 原子吸收光譜法

不同含量的原子對(duì)光譜的吸收程度存在差異，正好利用這一原理來對(duì)水環(huán)境中的重金屬進(jìn)行檢測。該方法在應(yīng)用過程中并沒有看上去那么簡單，因?yàn)楸粰z測的重金屬類型不同，其分布、所在區(qū)域等都存在較大差異，部分金屬只適合在水環(huán)境周圍檢測，部分重金屬的檢測并沒有場地要求，而是要利用到特定的光譜。

2.2 激光誘導(dǎo)擊穿光譜法

該方法主要是應(yīng)用到了激光，使物質(zhì)中的原子變成離子，這樣一來就更方便檢測工作的順利開展，也能夠確保檢測數(shù)據(jù)的真實(shí)性，在對(duì)水環(huán)境中重金屬進(jìn)行定量、定性分析時(shí)具有重要作用。但該方法在國內(nèi)的發(fā)展仍然處于起步階段，和發(fā)達(dá)國家相比仍然具有較大進(jìn)步空間。

2.3 酶抑制法

主要原理在于，在重金屬的水樣中加入某種生物酶添加劑，用于檢測重金屬的含量是否超標(biāo)；還可以加入檢測劑，判斷是否存在重金屬污染的標(biāo)志就在于，檢測劑的顏色變化。

2.4 生物傳感器法

當(dāng)前我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，越來越多先進(jìn)技術(shù)都被廣泛應(yīng)用到水環(huán)境的重金屬檢測中。生物傳感器法就是要利用到特定的監(jiān)測設(shè)備，該方法的直觀性比較強(qiáng)，操作簡單，唯一的缺陷在于設(shè)備攜帶不夠方便。

2.5 溶出伏安法

利用該方法來監(jiān)測水環(huán)境中的重金屬含量，主要依靠電解質(zhì)原理，而且要求檢測人員了解并掌握金屬活動(dòng)行順序表。在使用該方法之前，有關(guān)人員就要假設(shè)水環(huán)境中含有某種重金屬，再通過該方法對(duì)其猜想進(jìn)行驗(yàn)證。該方法在應(yīng)用過程中的主要流程如下。首先，配置電解質(zhì)溶液，根據(jù)現(xiàn)場情況選用合理的正負(fù)極材料，組裝設(shè)備；其次，將組裝好的設(shè)備通電，在設(shè)備運(yùn)行過程中，水體中的重金屬離子就會(huì)吸附在電解質(zhì)的兩極；最后，對(duì)兩極材料上的重金屬離子進(jìn)行計(jì)算，從而判斷水環(huán)境中的重金屬是否超標(biāo)。

2.6 生活傳感法

水具有較強(qiáng)的流動(dòng)性，在人們把污水、含有重金屬的廢水排放到自然河流中時(shí)，很有可能在循環(huán)作用下，這些廢水又流向人們的生活。如果應(yīng)用了重金屬含量超標(biāo)的水體，就會(huì)對(duì)人們身體健康造成嚴(yán)重危害。為了解決這一問題，技術(shù)人員可以應(yīng)用相應(yīng)的設(shè)備，對(duì)人們生活用水中的重金屬進(jìn)行檢測。

3 水環(huán)境重金屬污染的防治對(duì)策

3.1 控制污染源頭

人們的日常生活離不開水資源，如果水資源遭受污染，也會(huì)對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重后果，在水環(huán)境重金屬污染防治過程中，重點(diǎn)要從源頭進(jìn)行治理。如果依然采用傳統(tǒng)事后控制的方法，在污染治理時(shí)會(huì)耗費(fèi)大量人力物力和資金，得不償失。首先，要采取針對(duì)性的策略，對(duì)污染源頭進(jìn)行控制，避免將重金屬污染物直接排放到自然水體中。其次，國家和政府要充分發(fā)揮引導(dǎo)職能，從法律法規(guī)層面，對(duì)破壞生態(tài)環(huán)境的個(gè)人、單位進(jìn)行嚴(yán)厲處罰。第三，要查明污染源頭，大多數(shù)重金屬污染源都為工廠、礦鐵單位，要對(duì)這些部門進(jìn)行嚴(yán)格管理。可以加大技術(shù)研發(fā)力度，簡化工業(yè)流程，減少向自然環(huán)境中的重金屬排放。最后，要合理控制廢水排放，將水污染治理工作劃分為多個(gè)不同的階段，對(duì)不同地區(qū)進(jìn)行差異化管理，在污染較為嚴(yán)重的地區(qū)，加大資金、人力投入。

3.2 采用不同的重金屬水污染治理方法

常見的方法如下：①化學(xué)法。可利用化學(xué)沉淀反應(yīng)加入一些陰離子使金屬離子沉淀，具體又可以分為中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、化學(xué)還原法等。在采用化學(xué)沉淀法處理重金屬廢水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的重金屬污泥，需要妥善處理；②物理法。離子交換法是物理治理方法中的一種，主要是通過離子之間的交換，盡可能降低自然水體中重金屬的濃度，以實(shí)現(xiàn)凈化水體的效果。該方法具有較大的開發(fā)潛力，和化學(xué)法相比，對(duì)水資源的破壞程度較輕，可以實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用；③氣浮法。該方法充分利用到了氣泡的吸附作用，將水和重金屬分離開來。在實(shí)際應(yīng)用過程中，通過特殊手段，在水中產(chǎn)生氣泡，并將氣泡粘附在固體顆粒上，通過氣壓、密度和重力作用，實(shí)現(xiàn)固液分離。在水處理中應(yīng)用的較多的是壓力式浮氣法。

3.3 對(duì)水體重金屬污染的修復(fù)

3.3.1 稀釋法

稀釋法的主要原理就是增加水比重，將純凈的水資源和受到重金屬污染的水體相融合，從而達(dá)到稀釋的目的，重金屬含量不變，增加水資源含量，從而降低該水域中重金屬的含量，就目前情況來看，該方法在污染程度不高的水體中得到了廣泛應(yīng)用。但是其缺陷在于，不能從源頭上減少水域中重金屬的含量，而且由于重金屬一直都存在并會(huì)發(fā)生累加，當(dāng)污染物積累到一定程度時(shí)，會(huì)需要利用到更多的水資源進(jìn)行稀釋，因此這種方式逐漸被否認(rèn)。換水法主要就是將被重金屬污染的水體移出，換上新鮮水，而減輕水體污染的方法，適用于魚塘等水量較小的情況。

3.3.2 物理化學(xué)吸附法

吸附法作為重要的重金屬治理手段，在實(shí)際治理過程中得到了廣泛應(yīng)用。在應(yīng)用之前，需要對(duì)該片區(qū)水資源重金屬污染情況進(jìn)行全面調(diào)查，分析其受污染的嚴(yán)重程度，通過化學(xué)物質(zhì)或物理材料，對(duì)水中的重金屬進(jìn)行吸附，從而減少水域中重金屬的含量，實(shí)現(xiàn)凈化水體的目的。通常來說應(yīng)用到的材料種類多樣，包括活性炭、膨潤土、工農(nóng)業(yè)廢料等，其中活性炭是較為理想的選擇，其吸附能力強(qiáng)，成本低，是很多水污染治理部門的首選。但活性炭并非在所有場合都適用，因?yàn)槠洳痪邆湓偕芰?，不能重?fù)進(jìn)行使用。膨潤土是以蒙脫石為主要材質(zhì)的黏土巖，和活性炭一樣具有很強(qiáng)的污染物吸附能力，這主要是因?yàn)樵摬牧暇哂休^大表面積，能夠在面積較大的水域中使用。

3.3.3 混凝法

混凝法和化學(xué)處理法的應(yīng)用原理類似，都是在水體中加入某種特殊的化學(xué)物質(zhì)，例如絮凝劑，將水中的污染物、固態(tài)顆粒、混凝劑等吸附起來。在吸附完畢后，較大的絮凝體顆粒密度比水大，就會(huì)沉降，該方法在廢水處理中的應(yīng)用十分廣泛，尤其是在治理較為渾濁的水體時(shí)，有顯著效果。但是混凝法在應(yīng)用過程中具有較強(qiáng)的局限性，一般需要和其他方法結(jié)合起來進(jìn)行使用。

4 結(jié)語

總而言之，當(dāng)前我國城鎮(zhèn)化發(fā)展、工業(yè)化發(fā)展迅速，也有很多污水、重金屬含量超標(biāo)的廢水被排放到自然水域中，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境和人們身體健康，加強(qiáng)對(duì)重金屬排放的控制，以及利用相應(yīng)的檢測技術(shù)對(duì)水環(huán)境中的重金屬進(jìn)行檢測十分有必要。只有這樣才能夠從源頭上解決重金屬污染問題，改善水體環(huán)境，推動(dòng)我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的順利開展。